JP2005228476A - Magnetic recording medium and magnetic storage apparatus - Google Patents

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賢治 佐藤
Yuki Yoshida
祐樹 吉田
Hisashi Umeda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat stability of written bits using a simple medium structure, to reduce medium noise, and to enable performing high density recording having high reliability without affecting the performance of a magnetic recording medium, in a magnetic recording medium and a magnetic storage apparatus. <P>SOLUTION: This medium has an underlayer consisting of a Cr alloy including Mo; an intermediate layer provided on the underlayer and consisting of a ferromagnetic material; a non-magnetic binding layer provided on the intermediate layer; and a magnetic layer provided on the non-magnetic binding layer, and the intermediate layer is constituted so that it is magnetization-reversed independently of the magnetic layer and functions as a ferry binding layer of which the magnetization direction is made anti-parallel to the magnetic layer in a non-magnetic field. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関し、特に高密度記録に適した磁気記録媒体及び磁気記憶装置に関する。   The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic recording medium and a magnetic storage device suitable for high-density recording.

磁気ディスク等の水平磁気記録媒体の記録密度は、媒体ノイズの低減及び磁気抵抗効果型ヘッド及びスピンバルブヘッドの開発により、著しく増大した。代表的な磁気記録媒体は、基板と、下地層と、磁性層と、保護層とがこの順序で積層された構造を有する。下地層は、Cr又はCr系合金からなり、磁性層は、Co系合金からなる。   The recording density of a horizontal magnetic recording medium such as a magnetic disk has increased remarkably due to the reduction of medium noise and the development of magnetoresistive heads and spin valve heads. A typical magnetic recording medium has a structure in which a substrate, an underlayer, a magnetic layer, and a protective layer are laminated in this order. The underlayer is made of Cr or a Cr-based alloy, and the magnetic layer is made of a Co-based alloy.

媒体ノイズを低減する方法は、今までに各種提案されている。例えば、非特許文献1(Okamoto et al. ,"Rigid Disk Medium for 5Gbit/inRecording",AB‐3, Intermag '96 Digest)には、CrMoからなる適切な下地層を用いて磁性層の膜厚を減少させることで、磁性層の粒子サイズ及びサイズ分布を減少させることが提案されている。又、特許文献2(米国特許第5,693,426号)では、NiAlからなる下地層を用いることが提案されている。更に、非特許文献2(Hosoe et al., "Experimental Study of Thermal Decay in High‐Density Magnetic Recording Media", IEEE Trans. Magn. Vol.33, 1528(1997)では、CrTiからなる下地層を用いることが提案されている。上記の如き下地層は、磁性層の面内配向を促し残留磁化及びビットの熱安定性を増加させる。磁性層の膜厚を減少させて、解像度を高くする、或いは、書き込まれたビット間の遷移幅を減少させることも提案されている。更に、CoCr系合金からなる磁性層のCr偏析を促進させ、粒子間の交換結合を減少させることも提案されている。 Various methods for reducing the medium noise have been proposed so far. For example, in Non-Patent Document 1 (Okamoto et al., “Rigid Disk Medium for 5 Gbit / in 2 Recording”, AB-3, Intermag '96 Digest), an appropriate underlayer made of CrMo is used to form a magnetic layer. It has been proposed to reduce the particle size and size distribution of the magnetic layer by reducing the thickness. Patent Document 2 (US Pat. No. 5,693,426) proposes using an underlayer made of NiAl. Further, in Non-Patent Document 2 (Hosoe et al., “Experimental Study of Thermal Decay in High-Density Magnetic Recording Media”, IEEE Trans. Magn. Vol. 33, 1528 (1997), an underlayer made of CrTi is used. The underlayer as described above promotes in-plane orientation of the magnetic layer and increases the residual magnetization and the thermal stability of the bit, reduces the thickness of the magnetic layer, increases the resolution, or It has also been proposed to reduce the transition width between written bits, and to promote Cr segregation in a magnetic layer made of a CoCr alloy and reduce exchange coupling between grains.

しかし、磁性層の粒子が小さくなり互いに磁気的により孤立するにつれ、書き込まれたビットは、線密度に応じて増加する減磁界と熱活性化とにより不安定になる。非特許文献3(Lu et al. , "Thermal Instability at 10 Gbit/in2 Magnetic Recording", IEEE
Trans. Magn. Vol.30, 4230(1994))では、マイクロマグネティックシミュレーションにより、直径が10nmで400kfciビットでKuV/kBT〜60なる比の各粒子の交換結合を抑制された媒体では、大幅な熱的ディケイを受けやすいことが発表されている。ここで、Ku は磁気異方性の定数、Vは磁性粒子の平均体積、kBはボルツマン定数、Tは温度を示す。尚、KuV/kBTなる比は、熱安定性係数とも呼ばれる。
However, as the magnetic layer grains become smaller and magnetically isolated from each other, the written bits become unstable due to demagnetizing fields and thermal activation that increase with linear density. Non-Patent Document 3 (Lu et al., "Thermal Instability at 10 Gbit / in 2 Magnetic Recording", IEEE
In Trans. Magn. Vol. 30, 4230 (1994)), in a medium in which exchange coupling of each particle having a diameter of 10 nm, 400 kfci bits and a ratio of K u V / k B T˜60 is suppressed by micromagnetic simulation. It has been announced that it is susceptible to significant thermal decay. Here, Ku is a magnetic anisotropy constant, V is an average volume of magnetic particles, k B is a Boltzmann constant, and T is a temperature. The ratio Ku V / k B T is also referred to as a thermal stability coefficient.

非特許文献4(Abarra et al. , "Thermal Stability of Narrow Track Bits in a 5 Gbit/in2 Medium", IEEE Trans. Magn. Vol.33, 2995(1997))では、粒子間の交換相互作用の存在が書き込まれたビットを安定化させることが、5Gbit/ in2 のCoCrPtTa/ CrMo媒体のアニールされた200kfciビットのMFM(磁気間力顕微鏡)解析により報告されている。ところが、20Gbit/ in2 以上の記録密度では、更なる粒子間の磁気的結合の抑制が必須となる。 Non-Patent Document 4 (Abarra et al., “Thermal Stability of Narrow Track Bits in a 5 Gbit / in 2 Medium”, IEEE Trans. Magn. Vol. 33, 2995 (1997)) describes the exchange interaction between particles. Stabilization of the presence-written bit has been reported by annealed 200 kfci bit MFM (magnetic force microscopy) analysis of 5 Gbit / in 2 CoCrPtTa / CrMo media. However, at a recording density of 20 Gbit / in 2 or more, further suppression of magnetic coupling between particles becomes essential.

これに対する順当な解決策は、磁性層の磁気異方性を増加させることであった。しかし、磁性層の磁気異方性を増加させるには、ヘッドの書き込み磁界に大きな負荷がかかってしまう。   A reasonable solution to this has been to increase the magnetic anisotropy of the magnetic layer. However, to increase the magnetic anisotropy of the magnetic layer, a large load is applied to the write magnetic field of the head.

又、熱的に不安定な磁気記録媒体の保磁力は、非特許文献5(He et al., "High Speed Switching in Magnetic Recording Media", J. Magn. Magn. Mater. Vol.155, 6(1996))において磁気テープ媒体について、そして、非特許文献6(J. H. Richter, "Dynamic Coercivity Effects in Thin Film Media", IEEE Trans. Magn. Vol.34, 1540(1997))において磁気ディスク媒体について報告されているように、スイッチ時間の減少に応じて急激に増加する。このため、データ速度に悪影響が生じてしまう。つまり、磁性層にどれくらい速くデータを書き込めるか、及び、磁性粒子の磁化を反転させるのに必要なヘッドの磁界強度が、スイッチ時間の減少に応じて急激に増加する。   The coercivity of a thermally unstable magnetic recording medium is described in Non-Patent Document 5 (He et al., “High Speed Switching in Magnetic Recording Media”, J. Magn. Magn. Mater. Vol.155, 6 ( 1996)), and non-patent document 6 (JH Richter, “Dynamic Coercivity Effects in Thin Film Media”, IEEE Trans. Magn. Vol. 34, 1540 (1997)). As the switch time decreases, it increases rapidly. This adversely affects the data rate. That is, how fast data can be written to the magnetic layer, and the magnetic field strength of the head necessary for reversing the magnetization of the magnetic particles increases rapidly as the switch time decreases.

他方、熱安定性を向上させる他の方法として、磁性層の下の基板に適切なテクスチャ処理を施すことにより、磁性層の配向率を増加させる方法も提案されている。例えば、発行中の非特許文献7(Akimoto et al., "Magnetic Relaxation in Thin Film Media as a Function of Orientation", J. Magn. Magn. Mater. (1999))では、マイクロマグネティックシミュレーションにより、実効的なKu V/ kB T値が配向率の僅かな増加により増大することが報告されている。この結果、非特許文献8(Abarra
et al., "The Effect of Orientation Ratio on the Dynamic Coercivity of Media for >15Gbit/in2 Recording", EB‐02, Intermag '99,Korea)において報告されているように、磁気記録媒体の保磁力の時間依存性を弱めることができ、オーバーライト性能を向上させることができる。
On the other hand, as another method for improving the thermal stability, a method for increasing the orientation ratio of the magnetic layer by applying an appropriate texture treatment to the substrate under the magnetic layer has been proposed. For example, in the published non-patent document 7 (Akimoto et al., “Magnetic Relaxation in Thin Film Media as a Function of Orientation”, J. Magn. Magn. Mater. (1999)), it is effective by micromagnetic simulation. It has been reported that the KuV / kB T value increases with a slight increase in orientation. As a result, Non-Patent Document 8 (Abarra
et al., “The Effect of Orientation Ratio on the Dynamic Coercivity of Media for> 15 Gbit / in 2 Recording”, EB-02, Intermag '99, Korea) Time dependency can be weakened, and overwrite performance can be improved.

更に、熱安定性を向上するための、キーパ磁気記録媒体も提案されている。キーパ層は、軟磁性層からなる。この軟磁性層は、磁性層の上又は下に配置される。多くの場合、Cr磁気絶縁層が軟磁性層と磁性層との間に設けられる。軟磁性層は、磁性層に書き込まれたビットの減磁界を減少させる。しかし、磁気記録層と連続的に交換結合する軟磁性層の結合により、磁性層の粒子の減結合(磁性層の粒子間の交換結合低減)という目的が達成されなくなってしまう。その結果、媒体ノイズが増大する。
米国特許第5,693,426号公報 Okamoto et al.,"Rigid Disk Medium for 5Gbit/in2Recording",AB‐3, Intermag '96Digest Hosoe et al., "Experimental Study of Thermal Decay in High‐Density Magnetic Recording Media", IEEETrans. Magn. Vol.33, 1528(1997) Lu et al. , "Thermal Instability at 10 Gbit/in2 Magnetic Recording", IEEETrans. Magn. Vol.30, 4230(1994) Abarra et al. , "Thermal Stability of Narrow Track Bits in a 5Gbit/in2 Medium",IEEE Trans. Magn. Vol.33, 2995(1997) He et al., "HighSpeed Switching in Magnetic Recording Media", J. Magn. Magn. Mater.Vol.155, 6(1996) J. H. Richter, "Dynamic Coercivity Effects in Thin FilmMedia", IEEE Trans. Magn. Vol.34, 1540(1997) Akimoto et al., "Magnetic Relaxation in Thin Film Media as aFunction of Orientation", J. Magn. Magn. Mater. (1999) Abarra et al., "The Effect of Orientation Ratio on the DynamicCoercivity of Media for >15Gbit/in2 Recording", EB‐02, Intermag '99,Korea
Furthermore, a keeper magnetic recording medium for improving thermal stability has also been proposed. The keeper layer is composed of a soft magnetic layer. This soft magnetic layer is disposed above or below the magnetic layer. In many cases, a Cr magnetic insulating layer is provided between the soft magnetic layer and the magnetic layer. The soft magnetic layer reduces the demagnetizing field of the bits written in the magnetic layer. However, due to the coupling of the soft magnetic layer that is continuously exchange coupled with the magnetic recording layer, the purpose of decoupling particles in the magnetic layer (reducing exchange coupling between particles in the magnetic layer) cannot be achieved. As a result, medium noise increases.
US Pat. No. 5,693,426 Okamoto et al., “Rigid Disk Medium for 5 Gbit / in2 Recording”, AB-3, Intermag '96 Digest Hosoe et al., "Experimental Study of Thermal Decay in High-Density Magnetic Recording Media", IEEETrans. Magn. Vol. 33, 1528 (1997) Lu et al., "Thermal Instability at 10 Gbit / in2 Magnetic Recording", IEEETrans. Magn. Vol.30, 4230 (1994) Abarra et al., "Thermal Stability of Narrow Track Bits in a 5Gbit / in2 Medium", IEEE Trans. Magn. Vol.33, 2995 (1997) He et al., "HighSpeed Switching in Magnetic Recording Media", J. Magn. Magn. Mater.Vol.155, 6 (1996) JH Richter, "Dynamic Coercivity Effects in Thin FilmMedia", IEEE Trans. Magn. Vol.34, 1540 (1997) Akimoto et al., "Magnetic Relaxation in Thin Film Media as a Function of Orientation", J. Magn. Magn. Mater. (1999) Abarra et al., "The Effect of Orientation Ratio on the DynamicCoercivity of Media for> 15Gbit / in2 Recording", EB-02, Intermag '99, Korea

熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減する方法は、様々なものが提案されている。しかし、提案されている方法では、書き込まれたビットの熱安定性を大幅に向上することはできず、このため、媒体ノイズを大幅に減少させることは難しいという問題があった。更に、提案方法によっては、媒体ノイズを低減するための対策のために、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼしてしまうという問題もあった。   Various methods for improving the thermal stability and reducing the medium noise have been proposed. However, in the proposed method, the thermal stability of the written bit cannot be significantly improved. For this reason, it is difficult to greatly reduce the medium noise. In addition, depending on the proposed method, there is a problem in that the performance of the magnetic recording medium is adversely affected as a countermeasure for reducing the medium noise.

具体的には、熱安定性の高い磁気記録媒体を得るためには、(i)磁気異方性定数Ku を増加させる、(ii)温度Tを減少させる、又は、(iii)磁性層の粒子体積Vを増加させる等の対策が考えられる。しかし、対策(i)では保磁力が増加してしまい、磁性層に情報を書き込むことがより難しくなってしまう。他方、対策(ii)は、例えばディスクドライブ等の動作温度が60℃を超えることがあることを考えると、非実用的である。更に、対策(iii)は、前記の如く媒体ノイズを増加させてしまう。又、対策(iii)に代わって、磁性層の膜厚を増加させることも考えられるが、この方法では分解能が低下してしまう。   Specifically, in order to obtain a magnetic recording medium with high thermal stability, (i) increase the magnetic anisotropy constant Ku, (ii) decrease the temperature T, or (iii) particles of the magnetic layer Measures such as increasing the volume V can be considered. However, in the countermeasure (i), the coercive force increases and it becomes more difficult to write information in the magnetic layer. On the other hand, the measure (ii) is impractical considering that the operating temperature of a disk drive or the like may exceed 60 ° C., for example. Furthermore, the measure (iii) increases the medium noise as described above. Further, it is conceivable to increase the film thickness of the magnetic layer in place of the countermeasure (iii), but this method lowers the resolution.

そこで、本発明は、上記の問題を解決した新規、且つ、有用な磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを概括的目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a new and useful magnetic recording medium and magnetic storage device that solve the above problems.

本発明のより具体的な目的は、簡単な媒体構造を用いて、書き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行える磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することにある。   A more specific object of the present invention is to use a simple media structure to improve the thermal stability of written bits, reduce media noise, and improve reliability without adversely affecting the performance of magnetic recording media. An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium and a magnetic storage device that can perform high-density recording.

本発明の他の目的は、Moを含むCr合金からなる下地層と、該下地層上に設けられ強磁性材料からなる中間層と、該中間層上に設けられた非磁性結合層と、該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、該中間層は、該磁性層と独立に磁化反転し、無磁場中では磁化方向が該磁性層とは反平行となるフェリ結合層として機能することを特徴とする磁気記録媒体を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an underlayer made of a Cr alloy containing Mo, an intermediate layer made of a ferromagnetic material provided on the underlayer, a nonmagnetic coupling layer provided on the intermediate layer, A magnetic layer provided on the magnetic coupling layer, and the intermediate layer functions as a ferri coupling layer whose magnetization is reversed independently of the magnetic layer and whose magnetization direction is antiparallel to the magnetic layer in the absence of a magnetic field. Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium.

本発明の更に他の目的は、強磁性材料からなる中間層と、該中間層上に設けられた非磁性結合層と、該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、該中間層は、該磁性層と独立に磁化反転し、無磁場中(ヘッド磁場が印加されていない情報保持時)では磁化方向が該磁性層とは反平行となるフェリ結合層として機能することを特徴とする磁気記録媒体を提供することにある。   Still another object of the present invention includes an intermediate layer made of a ferromagnetic material, a nonmagnetic coupling layer provided on the intermediate layer, and a magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer. Is characterized by reversing the magnetization independently of the magnetic layer and functioning as a ferri-coupling layer in which the magnetization direction is antiparallel to the magnetic layer in the absence of a magnetic field (when information is not applied with a head magnetic field). An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium.

前記中間層は、CoCrTa、CoCrPtTaを含むhcp構造を有するCo系合金のグループから選択された材料からなる構成としても良い。この場合、前記中間層のCr組成は10at%以上で20at%以下、Ta組成は0.5at%以上で10at%以下、Pt組成は10at%以下であるように構成しても良い。   The intermediate layer may be made of a material selected from a group of Co-based alloys having an hcp structure including CoCrTa and CoCrPtTa. In this case, the Cr composition of the intermediate layer may be 10 at% or more and 20 at% or less, the Ta composition may be 0.5 at% or more and 10 at% or less, and the Pt composition may be 10 at% or less.

本発明の他の目的は、上記の如き磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする磁気記憶装置によっても達成できる。   Another object of the present invention can also be achieved by a magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium as described above.

本発明の更に他の目的及び特長は、以下図面と共に述べる説明より明らかとなろう。   Other objects and features of the present invention will be apparent from the description given below with reference to the drawings.

本発明によれば、簡単な媒体構造を用いて、書き込まれたビットの熱安定性を向上し、媒体ノイズを低減し、磁気記録媒体の性能に悪影響を及ぼすことなく信頼性の高い高密度記録を行える磁気記録媒体及び磁気記憶装置を実現することができる。   According to the present invention, a simple medium structure is used to improve the thermal stability of written bits, to reduce medium noise, and to perform high-density recording with high reliability without adversely affecting the performance of magnetic recording media. Can be realized.

本発明になる磁気記録媒体及び磁気記憶装置の各実施例を、以下に図面と共に説明する。   Embodiments of a magnetic recording medium and a magnetic storage device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本発明の動作原理を説明する。   First, the operation principle of the present invention will be described.

本発明は、互いに反平行である磁化構造を有する複数の層を用いるものである。例えば、S.S.P. Parkin, "Systematic Variation of the Strength AND Oscillation Period of Indirect Magnetic Exchange Coupling though the 3d, 4d, AND 5d Transition Metals", Phys. Rev. Lett. Vol.67, 3598(1991)においては、Ru,Rh等の薄い非磁性中間層を介して磁性層に結合するCo,Fe,Ni等の磁気遷移金属が説明されている。他方、米国特許第5,701,223号公報には、センサの安定化のために、上記の如き層を積層されたピニング層として用いるスピンバルブが提案されている。   The present invention uses a plurality of layers having magnetic structures that are antiparallel to each other. For example, in SSP Parkin, “Systematic Variation of the Strength AND Oscillation Period of Indirect Magnetic Exchange Coupling though the 3d, 4d, AND 5d Transition Metals”, Phys. Rev. Lett. Vol. 67, 3598 (1991), Ru, Magnetic transition metals such as Co, Fe, and Ni that are coupled to the magnetic layer through a thin non-magnetic intermediate layer such as Rh are described. On the other hand, US Pat. No. 5,701,223 proposes a spin valve that uses the above-described layers as stacked pinning layers in order to stabilize the sensor.

2つの強磁性層の間に設けられたRu又はRh層が特定の膜厚を有する場合、強磁性層の磁化方向を互いに平行又は反平行にすることができる。例えば、互いに異なる膜厚で磁化方向が反平行である2つの強磁性層からなる構造の場合、磁気記録媒体の有効粒子サイズは、分解能に実質的な影響を及ぼすことなく増加させることができる。このような磁気記録媒体から再生された信号振幅は、逆方向の磁化により減少するが、これに対しては、積層磁性層構造の下に、適切な膜厚及び磁化方向の層を更に設けることで、1つの層による影響を打ち消すことができる。この結果、磁気記録媒体から再生される信号振幅を増大させ、且つ、実効粒子体積を増大させることができる。従って、熱安定性の高い書き込まれたビットを実現することができる。   When the Ru or Rh layer provided between the two ferromagnetic layers has a specific thickness, the magnetization directions of the ferromagnetic layers can be parallel or antiparallel to each other. For example, in the case of a structure composed of two ferromagnetic layers having different film thicknesses and anti-parallel magnetization directions, the effective particle size of the magnetic recording medium can be increased without substantially affecting the resolution. The signal amplitude reproduced from such a magnetic recording medium decreases due to the magnetization in the reverse direction. For this, a layer having an appropriate film thickness and magnetization direction is further provided under the laminated magnetic layer structure. Thus, the influence of one layer can be counteracted. As a result, the signal amplitude reproduced from the magnetic recording medium can be increased and the effective particle volume can be increased. Therefore, a written bit with high thermal stability can be realized.

本発明は、磁性層を他の強磁性層と逆の磁化方向で交換結合させる積層フェリ磁性構造を用いることにより、書き込まれたビットの熱安定性を向上させる。強磁性層又は積層フェリ磁性層は、粒子間の交換相互作用が低減された粒子からなる磁性層からなる。つまり、本発明は、磁気記録媒体の熱安定性の性能を向上させるために、交換ピニング強磁性層を持つフェリ磁性多層構造を用いる。   The present invention improves the thermal stability of written bits by using a laminated ferrimagnetic structure in which the magnetic layer is exchange coupled in the opposite magnetization direction to the other ferromagnetic layers. The ferromagnetic layer or the laminated ferrimagnetic layer is composed of a magnetic layer made of particles with reduced exchange interaction between particles. That is, the present invention uses a ferrimagnetic multilayer structure having an exchange pinning ferromagnetic layer in order to improve the thermal stability performance of the magnetic recording medium.

図1は、本発明になる磁気記録媒体の第1実施例の要部を示す断面図である。 磁気記録媒体は、非磁性基板1、第1のシード層2、NiP層3、第2のシード層4、下地層5、非磁性中間層6、強磁性層7、非磁性結合層8、磁性層9、保護層10及び潤滑層11が、図1に示すようにこの順序で積層された構造を有する。   FIG. 1 is a sectional view showing an essential part of a first embodiment of a magnetic recording medium according to the present invention. The magnetic recording medium includes a nonmagnetic substrate 1, a first seed layer 2, a NiP layer 3, a second seed layer 4, an underlayer 5, a nonmagnetic intermediate layer 6, a ferromagnetic layer 7, a nonmagnetic coupling layer 8, and a magnetic layer. The layer 9, the protective layer 10, and the lubricating layer 11 have a structure in which they are stacked in this order as shown in FIG.

例えば、非磁性基板1は、Al,Al合金又はガラスからなる。この非磁性基板1は、テクスチャ処理を施されていても、施されていなくても良い。第1のシード層2は、特に非磁性基板1がガラスからなる場合には、例えばCrからなる。NiP層3は、その表面にテクスチャ処理又は酸化処理を施されていても、施されていなくても良い。第2のシード層4は、Cr系下地層5の(001)面の配向を良好にするために設けられている。第2のシード層4は、第1のシード層2と同様な適切な材料からなる。   For example, the nonmagnetic substrate 1 is made of Al, an Al alloy, or glass. The nonmagnetic substrate 1 may or may not be textured. The first seed layer 2 is made of Cr, for example, particularly when the nonmagnetic substrate 1 is made of glass. The NiP layer 3 may or may not be textured or oxidized on the surface. The second seed layer 4 is provided to improve the orientation of the (001) plane of the Cr-based underlayer 5. The second seed layer 4 is made of a suitable material similar to that of the first seed layer 2.

磁気記録媒体が磁気ディスクの場合、非磁性基板1又はNiP層3に施されるテクスチャ処理は、ディスクの周方向、即ち、ディスク上のトラックが延在する方向に沿って行われる。   When the magnetic recording medium is a magnetic disk, the texture processing applied to the nonmagnetic substrate 1 or the NiP layer 3 is performed along the circumferential direction of the disk, that is, the direction in which the track on the disk extends.

非磁性中間層6は、強磁性層7〜磁性層9のエピタキシャル成長、粒子分布幅の減少、及び磁気記録媒体の記録面と平行な面に沿った磁性層9の異方性軸(磁化容易軸)の配向を促進するために設けられている。この非磁性中間層6は、CoCr‐M等のhcp構造を有する合金からなり、1〜5nmの範囲に選定された膜厚を有する。ここで、M=B,Cu,Mo,Nb,Ta,W又はこれらの合金である。   The nonmagnetic intermediate layer 6 is formed by epitaxial growth of the ferromagnetic layers 7 to 9, reduction of the particle distribution width, and an anisotropic axis (easy magnetization axis) of the magnetic layer 9 along a plane parallel to the recording surface of the magnetic recording medium. ) To facilitate the orientation. The nonmagnetic intermediate layer 6 is made of an alloy having an hcp structure such as CoCr-M, and has a thickness selected in the range of 1 to 5 nm. Here, M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof.

強磁性層7は、Co、Ni、Fe、Co系合金、Ni系合金、Fe系合金等からなる。つまり、CoCrTa、CoCrPt、CoCrPt‐Mを含むCo系合金を、強磁性層7に用いることができる。ここで、M=B、Cu,Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金である。この強磁性層7は、2〜10nmの範囲に選定された膜厚を有する。非磁性結合層8は、Ru、Rh、Ir、Ru系合金、Rh系合金、Ir系合金等からなる。例えば、この非磁性結合層8は、0.4〜1.0nmの範囲に選定された膜厚を有し、好ましくは約0.6〜0.8nmの膜厚を有する。非磁性結合層8の膜厚をこのような範囲に選定することにより、強磁性層7及び磁性層9の磁化方向が無磁場状態では互いに反平行となる。強磁性層7及び非磁性結合層8は、交換層構造を構成する。   The ferromagnetic layer 7 is made of Co, Ni, Fe, a Co alloy, a Ni alloy, a Fe alloy, or the like. That is, a Co-based alloy containing CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M can be used for the ferromagnetic layer 7. Here, M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof. The ferromagnetic layer 7 has a thickness selected in the range of 2 to 10 nm. The nonmagnetic coupling layer 8 is made of Ru, Rh, Ir, Ru-based alloy, Rh-based alloy, Ir-based alloy or the like. For example, the nonmagnetic coupling layer 8 has a thickness selected in the range of 0.4 to 1.0 nm, and preferably has a thickness of about 0.6 to 0.8 nm. By selecting the film thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 in such a range, the magnetization directions of the ferromagnetic layer 7 and the magnetic layer 9 are antiparallel to each other in the absence of a magnetic field. The ferromagnetic layer 7 and the nonmagnetic coupling layer 8 constitute an exchange layer structure.

磁性層9は、Co又はCoCrTa、CoCrPt、CoCrPt‐Mを含むCo系合金等からなる。ここで、M=B,Cu,Mo,Nb,Ta,W又はこれらの合金である。磁性層9は、5〜30nmの範囲に選定された膜厚を有する。勿論、磁性層9は、単一層構造のものに限定されず、多層構造からなる構成であっても良いことは、言うまでもない。   The magnetic layer 9 is made of Co or a Co-based alloy containing CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M, or the like. Here, M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof. The magnetic layer 9 has a thickness selected in the range of 5 to 30 nm. Of course, it is needless to say that the magnetic layer 9 is not limited to a single layer structure and may have a multilayer structure.

保護層10は、例えばCからなる。又、潤滑層11は、磁気記録媒体を例えばスピンバルブヘッド等の磁気トランスデューサと使用するための、有機物潤滑剤からなる。保護層10及び潤滑層11は、磁気記録媒体上の保護層構造を構成する。   The protective layer 10 is made of C, for example. The lubricating layer 11 is made of an organic lubricant for using the magnetic recording medium with a magnetic transducer such as a spin valve head. The protective layer 10 and the lubricating layer 11 constitute a protective layer structure on the magnetic recording medium.

交換層構造の下に設けられる層構造は、勿論図1に示すものに限定されない。例えば、下地層5は、Cr又はCr系合金からなり、基板1上に5〜40nmの範囲に選定された膜厚に形成し、交換層構造は、このような下地層5上に設けても良い。   Of course, the layer structure provided under the exchange layer structure is not limited to that shown in FIG. For example, the underlayer 5 is made of Cr or a Cr-based alloy and formed on the substrate 1 with a film thickness selected in the range of 5 to 40 nm, and the exchange layer structure may be provided on such an underlayer 5. good.

次に、本発明になる磁気記録媒体の第2実施例を説明する。   Next, a description will be given of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.

図2は、本発明になる磁気記録媒体の第2実施例の要部を示す断面図である。同図中、図1と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 2 is a sectional view showing an essential part of a second embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

この磁気記録媒体の第2実施例では、交換層構造が、フェリ磁性多層構造を構成する、2つの非磁性結合層8,8‐1及び2つの強磁性層7,7‐1からなる。このような構造を用いることにより、2つの非磁性結合層8,8‐1の磁化は、磁性層9の一部を打ち消すことなく、互いに打ち消し合うので、実効磁化及び信号を増大することが可能となる。この結果、磁性層9の粒子体積及び磁化の熱安定性が効果的に増大される。記録層の磁化容易軸の配向が好ましく保たれる限り、強磁性層と非磁性層の対からなる追加される2層構造により、実効的な粒子体積の増大を図ることができる。   In the second embodiment of the magnetic recording medium, the exchange layer structure is composed of two nonmagnetic coupling layers 8 and 8-1 and two ferromagnetic layers 7 and 7-1 constituting a ferrimagnetic multilayer structure. By using such a structure, the magnetizations of the two nonmagnetic coupling layers 8 and 8-1 cancel each other without canceling a part of the magnetic layer 9, so that the effective magnetization and the signal can be increased. It becomes. As a result, the particle volume of the magnetic layer 9 and the thermal stability of the magnetization are effectively increased. As long as the orientation of the axis of easy magnetization of the recording layer is preferably maintained, an effective two-layer structure consisting of a pair of a ferromagnetic layer and a nonmagnetic layer can increase the effective particle volume.

強磁性層7‐1は、強磁性層7と同様の材料からなり、膜厚も強磁性層7と同様の範囲に選定される。又、非磁性結合層8‐1は、非磁性結合層8と同様の材料からなり、膜厚も非磁性結合層8と同様の範囲に選定される。強磁性層7,7‐1間では、c軸は実質的に面内方向に沿っており、粒子は柱状に成長する。   The ferromagnetic layer 7-1 is made of the same material as that of the ferromagnetic layer 7, and the film thickness is selected in the same range as the ferromagnetic layer 7. The nonmagnetic coupling layer 8-1 is made of the same material as the nonmagnetic coupling layer 8, and the film thickness is selected in the same range as the nonmagnetic coupling layer 8. Between the ferromagnetic layers 7 and 7-1, the c-axis is substantially along the in-plane direction, and the grains grow in a columnar shape.

本実施例では、強磁性層7‐1の磁気異方性は、強磁性層7の磁気異方性より強く設定されている。しかし、強磁性層7‐1の磁気異方性は、強磁性層7の磁気異方性より強くても、弱くても、或いは、同じに設定されていても良い。要は、強磁性層7の磁気異方性がその上下の層9,7‐1よりも弱ければ良い。   In this embodiment, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 is set to be stronger than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7. However, the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7-1 may be stronger or weaker than the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7, or may be set to be the same. In short, it is sufficient that the magnetic anisotropy of the ferromagnetic layer 7 is weaker than that of the upper and lower layers 9 and 7-1.

又、強磁性層7の残留磁化と膜厚の積は、強磁性層7‐1の残留磁化と膜厚の積より小さく設定されている。   The product of the residual magnetization and film thickness of the ferromagnetic layer 7 is set smaller than the product of the residual magnetization and film thickness of the ferromagnetic layer 7-1.

図3は、Si基板上に形成された膜厚10nmの単一のCoPt層の面内磁気特性を示す図である。図3中、縦軸は磁化(emu)、横軸は保磁力(Oe)を示す。従来の磁気記録媒体は、図3に示す如き特性を示す。   FIG. 3 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of a single CoPt layer having a thickness of 10 nm formed on a Si substrate. In FIG. 3, the vertical axis represents magnetization (emu) and the horizontal axis represents coercivity (Oe). A conventional magnetic recording medium exhibits characteristics as shown in FIG.

図4は、上記記録媒体の第1実施例の如く、膜厚が0. 8nmのRu層で分離された2つのCoPt層の面内磁気特性を示す図である。図4中、縦軸は残留磁化(Gauss)、横軸は保磁力(Oe)を示す。図4からもわかるように、ループは保磁力近傍でシフトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわかる。 図5は、膜厚が1. 4nmのRu層で分離された2つのCoPt層の面内磁気特性を示す図である。図5中、縦軸は残留磁化(emu)、横軸は保磁力(Oe)を示す。図5からもわかるように、2つのCoPt層の磁化方向は平行である。   FIG. 4 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm as in the first embodiment of the recording medium. In FIG. 4, the vertical axis represents residual magnetization (Gauss), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 4, the loop is shifted in the vicinity of the coercive force, and antiferromagnetic coupling occurs. FIG. 5 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 1.4 nm. In FIG. 5, the vertical axis represents remanent magnetization (emu), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 5, the magnetization directions of the two CoPt layers are parallel.

図6は、上記第2実施例の如く、膜厚が0. 8nmのRu層で分離された2つのCoCrPt層の面内磁気特性を示す図である。図6中、縦軸は残留磁化(emu/ cc)、横軸は保磁力(Oe)を示す。図6からもわかるように、ループは保磁力近傍でシフトを生じ、反強磁性結合が発生していることがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing in-plane magnetic characteristics of two CoCrPt layers separated by a Ru layer having a thickness of 0.8 nm as in the second embodiment. In FIG. 6, the vertical axis represents remanent magnetization (emu / cc), and the horizontal axis represents coercivity (Oe). As can be seen from FIG. 6, the loop is shifted in the vicinity of the coercive force, and antiferromagnetic coupling occurs.

図3及び図4より、交換層構造を設けることにより、反平行結合を得られることがわかる。又、図5を、図4及び図6と比較することでわかるように、非磁性結合層8の膜厚は、反平行結合を得るためには、好ましくは0. 4〜0. 9nmの範囲に選定される。   3 and 4, it can be seen that antiparallel coupling can be obtained by providing the exchange layer structure. Further, as can be seen by comparing FIG. 5 with FIGS. 4 and 6, the film thickness of the nonmagnetic coupling layer 8 is preferably in the range of 0.4 to 0.9 nm in order to obtain antiparallel coupling. Selected.

従って、磁気記録媒体の第1及び第2実施例によれば、磁性層と強磁性層との間の非磁性結合層を介した交換結合により、分解能を犠牲にすることなく、実効粒子体積を増大させることができる。つまり、熱安定性の良い媒体を実現できるように、粒子体積から見ると、磁性層の見かけ上の膜厚を増加させることができる。又、下部の磁性層からの再生出力は打ち消されるため、有効な磁性層の膜厚は変わらない。このため、見かけ上の磁性層の膜厚は増加するが、有効な磁性層の膜厚は変化せずに薄くできるので、厚い媒体では得られない高分解能を得ることができる。この結果、媒体ノイズが低減され、且つ、熱安定性の向上された磁気記録媒体を得ることができる。   Therefore, according to the first and second embodiments of the magnetic recording medium, the effective particle volume is reduced without sacrificing resolution by exchange coupling via the nonmagnetic coupling layer between the magnetic layer and the ferromagnetic layer. Can be increased. That is, the apparent film thickness of the magnetic layer can be increased when viewed from the particle volume so that a medium having good thermal stability can be realized. Further, since the reproduction output from the lower magnetic layer is canceled, the effective magnetic layer thickness does not change. For this reason, although the apparent thickness of the magnetic layer increases, the effective thickness of the magnetic layer can be reduced without change, so that high resolution that cannot be obtained with a thick medium can be obtained. As a result, it is possible to obtain a magnetic recording medium with reduced medium noise and improved thermal stability.

次に、本発明になる磁気記録媒体の第3実施例を説明する。   Next, a description will be given of a third embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.

図7は、本発明になる磁気記録媒体の第3実施例の要部を示す断面図である。同図中、図1と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 7 is a sectional view showing an essential part of a third embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

本実施例では、非磁性基板1は、表面にNiPメッキ層(図示せず)が形成されているAlからなり、NiPメッキ層の表面にはテクスチャ処理が施されてるか、或いは、酸化処理を施されている。尚、非磁性基板1は、表面にNiP、CrP、NiAl等の配向調整層が形成されているガラス、強化ガラス又は結晶化ガラスからなる構成としても良い。   In the present embodiment, the nonmagnetic substrate 1 is made of Al having a NiP plating layer (not shown) formed on the surface, and the NiP plating layer is textured or oxidized. It has been subjected. The nonmagnetic substrate 1 may be made of glass, tempered glass, or crystallized glass having a surface on which an orientation adjusting layer such as NiP, CrP, or NiAl is formed.

Cr系合金からなる下地層5は、2層構造を有する。具体的には、下地層5は、膜厚が3nmのCrからなる第1の下地層5‐1と、膜厚が3nmのCrMo25からなる第2の下地層5‐2からなる。Co系合金からなる非磁性中間層6は、膜厚が1nmのCoCr13Taからなる。強磁性層7は、膜厚が5nmのCoCr20Pt10Cuからなる。非磁性結合層8は、膜厚が0.6nmのRuからなる。磁性層9は、膜厚が12nmの、強磁性層7と同じ組成のCoCr20Pt10Cuからなる。 The underlayer 5 made of a Cr-based alloy has a two-layer structure. Specifically, the underlayer 5 includes a first underlayer 5-1 made of Cr having a thickness of 3 nm and a second underlayer 5-2 made of CrMo 25 having a thickness of 3 nm. The nonmagnetic intermediate layer 6 made of a Co-based alloy is made of CoCr 13 Ta 5 having a thickness of 1 nm. The ferromagnetic layer 7 is made of CoCr 20 Pt 10 B 6 Cu 4 having a thickness of 5 nm. The nonmagnetic coupling layer 8 is made of Ru having a thickness of 0.6 nm. The magnetic layer 9 is made of CoCr 20 Pt 10 B 6 Cu 4 having a film thickness of 12 nm and the same composition as the ferromagnetic layer 7.

次に、本発明になる磁気記録媒体の第4実施例を説明する。   Next, a description will be given of a fourth embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention.

図8は、本発明になる磁気記録媒体の第4実施例の要部を示す断面図である。同図中、図7と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 8 is a sectional view showing an essential part of a fourth embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

本実施例では、図7に示す中間層6及び強磁性層7の代わりに、図8に示す強磁性中間層31が設けられている。Co系合金からなる中間層31は、膜厚が3nmのCoCr13Taからなる。その他の層5,8,9の組成及び膜厚は、図7の場合と同じである。又、磁気記録媒体の層5‐1,5‐2,31,8,9は、非磁性基板1を洗浄してマグネトロンスパッタ装置により220℃に加熱した後に、非磁性基板1上に順次スパッタすることにより形成することができる。 In this embodiment, a ferromagnetic intermediate layer 31 shown in FIG. 8 is provided instead of the intermediate layer 6 and the ferromagnetic layer 7 shown in FIG. The intermediate layer 31 made of a Co-based alloy is made of CoCr 13 Ta 5 having a thickness of 3 nm. The compositions and film thicknesses of the other layers 5, 8, and 9 are the same as those in FIG. The magnetic recording medium layers 5-1, 5-2, 31, 8, and 9 are sequentially sputtered on the nonmagnetic substrate 1 after the nonmagnetic substrate 1 is cleaned and heated to 220 ° C. by a magnetron sputtering apparatus. Can be formed.

図9は、本発明になる磁気記録媒体の第5実施例の要部を示す断面図である。同図中、図8と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 9 is a sectional view showing an essential part of a fifth embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

本実施例では、図8に示す中間層31の代わりに、図9に示す中間層32が設けられている。Co系合金からなる中間層32は、膜厚が3nmの磁性層9と同じ組成のCoCr20Pt10Cuからなる。 In this embodiment, an intermediate layer 32 shown in FIG. 9 is provided instead of the intermediate layer 31 shown in FIG. The intermediate layer 32 made of a Co-based alloy is made of CoCr 20 Pt 10 B 6 Cu 4 having the same composition as the magnetic layer 9 having a thickness of 3 nm.

図10、図11及び図12は、夫々図7に示す第3実施例、図8に示す第4実施例及び図9に示す第5実施例のヒステリーシスループを示す図である。図10〜図12において、縦軸は磁化を任意単位で示し、横軸は磁界(Oe)を示す。   10, FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing the hysteresis loops of the third embodiment shown in FIG. 7, the fourth embodiment shown in FIG. 8, and the fifth embodiment shown in FIG. 10 to 12, the vertical axis represents magnetization in arbitrary units, and the horizontal axis represents magnetic field (Oe).

図10〜図12からもわかるように、第3〜第5実施例では、磁界が約300〜500Oeの付近で磁化が急激に変化することが確認できた。これは、磁界により、下層の強磁性層7又は中間層31,32がフェリ結合層として機能して上層の磁性層9と独立に磁化反転し、磁性層9とフェリ結合層(強磁性層7又は中間層31,32)とで磁化方向が反平行になっていることを示している。   As can be seen from FIGS. 10 to 12, in the third to fifth examples, it was confirmed that the magnetization suddenly changed in the vicinity of the magnetic field of about 300 to 500 Oe. This is because the lower ferromagnetic layer 7 or the intermediate layers 31 and 32 function as a ferricouple layer due to a magnetic field, and the magnetization is reversed independently of the upper magnetic layer 9, so that the magnetic layer 9 and the ferricouple layer (ferromagnetic layer 7 Or, it is shown that the magnetization directions are antiparallel to the intermediate layers 31 and 32).

図13は、第3実施例〜第5実施例の電磁変換特性を示す図である。同図中、縦軸は信号対雑音(S/N)比(dB)を示す。同図に示すS/N比は、次式を用いて63.3kFCIでの再生出力と357.3kFCIでの媒体ノイズとの比をdBで求めることにより得られた。

S/N比(dB)=20log(S/N); S,N(μVrms)

図13からもわかるように、第3実施例と第4実施例とでは、S/N比が略同じであり、第5実施例のS/N比より高いことが確認できた。一般に、CoCr13Ta磁性層は、CoCr20Pt10Cu磁性層に比べて媒体ノイズが多く発生するが、特に図8に示す第4実施例のフェリ結合層(中間層31)の場合、磁気記録媒体全体の媒体ノイズに影響を与えないことが確認できた。このため、図7に示す第3実施例では磁性層9の面内配向性を促進させる目的に使用されていた中間層6と同じ材料からなる中間層31を、図8に示す第4実施例ではフェリ結合層として用いることができる。又、媒体のノイズが多い材料は、磁性粒子間の交換相互作用が切れていないので、熱的に安定である。
FIG. 13 is a diagram showing the electromagnetic conversion characteristics of the third to fifth embodiments. In the figure, the vertical axis represents the signal-to-noise (S / N) ratio (dB). The S / N ratio shown in the figure was obtained by determining the ratio of the reproduction output at 63.3 kFCI and the medium noise at 357.3 kFCI in dB using the following equation.

S / N ratio (dB) = 20 log (S / N); S, N (μVrms)

As can be seen from FIG. 13, it was confirmed that the S / N ratio was substantially the same in the third example and the fourth example, and was higher than the S / N ratio in the fifth example. In general, the CoCr 13 Ta 5 magnetic layer generates more media noise than the CoCr 20 Pt 10 B 6 Cu 4 magnetic layer, but the Ferri coupling layer (intermediate layer 31) of the fourth embodiment shown in FIG. In this case, it was confirmed that the medium noise of the entire magnetic recording medium was not affected. Therefore, in the third embodiment shown in FIG. 7, the intermediate layer 31 made of the same material as the intermediate layer 6 used for the purpose of promoting the in-plane orientation of the magnetic layer 9 is changed to the fourth embodiment shown in FIG. Then, it can be used as a ferribonding layer. In addition, a medium-noisy material is thermally stable because the exchange interaction between magnetic particles is not broken.

従って、第4実施例の如き中間層31をフェリ結合層として設けることにより、磁性層9の面内配向を向上すると共に、媒体ノイズ源となることなく、磁気記録媒体に書き込まれたビットの熱安定性を向上することができる。更に、第4実施例では、第3実施例より1層少ない構造とすることができるので、磁気記録媒体の製造工程を少なくすることができ、磁気記録媒体の製造コストも低減可能となる。   Therefore, by providing the intermediate layer 31 as the ferrimagnetic coupling layer as in the fourth embodiment, the in-plane orientation of the magnetic layer 9 is improved, and the heat of the bits written on the magnetic recording medium without causing a medium noise source. Stability can be improved. Furthermore, in the fourth embodiment, the structure can be reduced by one layer compared to the third embodiment, so that the manufacturing process of the magnetic recording medium can be reduced and the manufacturing cost of the magnetic recording medium can be reduced.

尚、上記第4実施例において、中間層31は、CoCrTa、CoCrPtTa等のhcp構造を有するCo系合金のグループから選択された材料から構成しても良く、膜厚は好ましくは約5nm以下である。又、Co系合金からなる中間層31において、Cr組成は10at%以上で20at%以下、Ta組成は0.5at%以上で10at%以下、Pt組成は10at%以下にすることが望ましい。又、非磁性結合層8は、Ruに限定されず、Ru、Rh、Ir、Cu、Cr又はこれらの合金からなるグループから選択された材料から構成しても良い。更に、磁性層9は、Co、Ni、Fe、Fe系合金、Ni系合金、及びCoCrTa、CoCrPt、CoCrPt‐Mを含むCo系合金からなるグループから選択された材料から構成しても良く、M=B、Cu,Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金であっても良い。   In the fourth embodiment, the intermediate layer 31 may be made of a material selected from a group of Co-based alloys having an hcp structure such as CoCrTa and CoCrPtTa, and the film thickness is preferably about 5 nm or less. . In the intermediate layer 31 made of a Co-based alloy, it is preferable that the Cr composition is 10 at% or more and 20 at% or less, the Ta composition is 0.5 at% or more and 10 at% or less, and the Pt composition is 10 at% or less. The nonmagnetic coupling layer 8 is not limited to Ru, and may be made of a material selected from the group consisting of Ru, Rh, Ir, Cu, Cr, or alloys thereof. Further, the magnetic layer 9 may be made of a material selected from the group consisting of Co, Ni, Fe, Fe alloys, Ni alloys, and Co alloys including CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M, M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W or an alloy thereof may be used.

次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を、図14及び図15と共に説明する。図14は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図15は、磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。   Next, an embodiment of a magnetic storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device, and FIG. 15 is a plan view showing the main part of one embodiment of the magnetic memory device.

図14及び図15に示すように、磁気記憶装置は大略ハウジング13からなる。ハウジング13内には、モータ14、ハブ15、複数の磁気記録媒体16、複数の記録再生ヘッド17、複数のサスペンション18、複数のアーム19及びアクチュエータユニット20が設けられている。磁気記録媒体16は、モータ14により回転されるハブ15に取り付けられている。記録再生ヘッド17は、MRヘッドやGMRヘッド等の再生ヘッドと、インダクティブヘッド等の記録ヘッドとからなる。各記録再生ヘッド17は、対応するアーム19の先端にサスペンション18を介して取り付けられている。アーム19はアクチュエータユニット20により駆動される。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。   As shown in FIG. 14 and FIG. 15, the magnetic storage device is generally composed of a housing 13. In the housing 13, a motor 14, a hub 15, a plurality of magnetic recording media 16, a plurality of recording / reproducing heads 17, a plurality of suspensions 18, a plurality of arms 19, and an actuator unit 20 are provided. The magnetic recording medium 16 is attached to a hub 15 that is rotated by a motor 14. The recording / reproducing head 17 includes a reproducing head such as an MR head or a GMR head, and a recording head such as an inductive head. Each recording / reproducing head 17 is attached to the tip of a corresponding arm 19 via a suspension 18. The arm 19 is driven by the actuator unit 20. The basic configuration itself of this magnetic storage device is well known, and detailed description thereof is omitted in this specification.

磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体16に特徴がある。各磁気記録媒体16は、図1、図2及び図7〜図9と共に説明した、上記磁気記録媒体の第1実施例〜第5実施例のいずれかの構造を有する。勿論、磁気記録媒体16の数は3枚に限定されず、1枚でも、2枚又は4枚以上であっても良い。   This embodiment of the magnetic storage device is characterized by the magnetic recording medium 16. Each magnetic recording medium 16 has the structure of any one of the first to fifth embodiments of the magnetic recording medium described with reference to FIGS. 1, 2, and 7 to 9. Of course, the number of magnetic recording media 16 is not limited to three, and may be one, two, or four or more.

磁気記憶装置の基本構成は、図14及び図15に示すものに限定されるものではない。又、本発明で用いる磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されない。   The basic configuration of the magnetic storage device is not limited to that shown in FIGS. The magnetic recording medium used in the present invention is not limited to a magnetic disk.

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
(付記1) 強磁性材料からなる中間層と、
該中間層上に設けられた非磁性結合層と、
該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、
該中間層は、該磁性層と独立に磁化反転し、無磁場中では磁化方向が該磁性層とは反平行となるフェリ結合層として機能することを特徴とする、磁気記録媒体。
(付記2) 前記中間層は、CoCrTa、CoCrPtTaを含むhcp構造を有するCo系合金のグループから選択された材料からなることを特徴とする、付記1記載の磁気記録媒体。
(付記3) 前記中間層のCr組成は10at%以上で20at%以下、Ta組成は0.5at%以上で10at%以下、Pt組成は10at%以下であることを特徴とする、付記2記載の磁気記録媒体。
(付記4) 前記非磁性結合層は、Ru、Rh、Ir、Cu、Cr又はこれらの合金からなるグループから選択された材料からなることを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記5) 前記磁性層は、Co、Ni、Fe、Fe系合金、Ni系合金、及びCoCrTa、CoCrPt、CoCrPt‐Mを含むCo系合金からなるグループから選択された材料からなり、M=B、Cu、Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金であることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記6) 前記非磁性結合層は、前記強磁性中間層と前記磁性層の両方に直接接触していることを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記7) 前記強磁性中間層の下に設けられた下地層と、
前記下地層の下に設けられた基板とを更に備え、
該基板の表面はテクスチュア処理又は酸化処理を施されていることを特徴とする、付記1〜6のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記8) 前記強磁性中間層の下に設けられた下地層と、
前記下地層の下に設けられた基板とを更に備え、
該基板の表面には配向調整層が設けられていることを特徴とする、付記1〜6のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記9). 付記1〜8のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする、磁気記憶装置。
(付記10) Moを含むCr合金からなる下地層と、
該下地層上に設けられ強磁性材料からなる中間層と、
該中間層上に設けられた非磁性結合層と、
該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、
該中間層は、該磁性層と独立に磁化反転し、無磁場中では磁化方向が該磁性層とは反平行となるフェリ結合層として機能することを特徴とする、磁気記録媒体。
(付記11) 前記磁性層はPtを含む材料からなることを特徴とする、付記10記載の磁気記録媒体。
(付記12) 前記磁性層は、CoCrPt又はCoCrPt‐Mからなり、M=B、Cu、Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金であることを特徴とする、付記10記載の磁気記録媒体。
(付記13) 前記下地層の下に設けられた基板と、
該基板上に設けられた配向調整層を更に備えたことを特徴とする、付記10〜12のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
(付記14) 付記10〜13のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする、磁気記憶装置。
In addition, this invention also includes the invention attached to the following.
(Supplementary note 1) An intermediate layer made of a ferromagnetic material;
A nonmagnetic coupling layer provided on the intermediate layer;
A magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer,
The magnetic recording medium, wherein the intermediate layer functions as a ferri-coupled layer whose magnetization is reversed independently of the magnetic layer and whose magnetization direction is antiparallel to the magnetic layer in the absence of a magnetic field.
(Supplementary note 2) The magnetic recording medium according to supplementary note 1, wherein the intermediate layer is made of a material selected from a group of Co-based alloys having an hcp structure containing CoCrTa and CoCrPtTa.
(Additional remark 3) The Cr composition of the said intermediate | middle layer is 10 at% or more and 20 at% or less, Ta composition is 0.5 at% or more and 10 at% or less, Pt composition is 10 at% or less, The additional description 2 characterized by the above-mentioned. Magnetic recording medium.
(Additional remark 4) The said nonmagnetic coupling layer consists of material selected from the group which consists of Ru, Rh, Ir, Cu, Cr, or these alloys, Any one of Additional remark 1-3 Magnetic recording media.
(Supplementary Note 5) The magnetic layer is made of a material selected from the group consisting of Co, Ni, Fe, Fe alloys, Ni alloys, and Co alloys including CoCrTa, CoCrPt, CoCrPt-M, and M = B The magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 4, wherein the magnetic recording medium is Cu, Mo, Nb, Ta, W, or an alloy thereof.
(Supplementary note 6) The magnetic recording medium according to any one of Supplementary notes 1 to 5, wherein the nonmagnetic coupling layer is in direct contact with both the ferromagnetic intermediate layer and the magnetic layer.
(Appendix 7) an underlayer provided under the ferromagnetic intermediate layer;
A substrate provided under the base layer,
The magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 6, wherein the surface of the substrate is textured or oxidized.
(Supplementary note 8) an underlayer provided under the ferromagnetic intermediate layer;
A substrate provided under the base layer,
7. The magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 6, wherein an orientation adjustment layer is provided on the surface of the substrate.
(Appendix 9) A magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium according to any one of appendices 1 to 8.
(Supplementary Note 10) An underlayer made of a Cr alloy containing Mo,
An intermediate layer made of a ferromagnetic material provided on the underlayer;
A nonmagnetic coupling layer provided on the intermediate layer;
A magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer,
The magnetic recording medium, wherein the intermediate layer functions as a ferri-coupled layer whose magnetization is reversed independently of the magnetic layer and whose magnetization direction is antiparallel to the magnetic layer in the absence of a magnetic field.
(Supplementary note 11) The magnetic recording medium according to supplementary note 10, wherein the magnetic layer is made of a material containing Pt.
(Supplementary note 12) The magnetic recording medium according to supplementary note 10, wherein the magnetic layer is made of CoCrPt or CoCrPt-M and is M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W, or an alloy thereof.
(Additional remark 13) The board | substrate provided under the said base layer,
The magnetic recording medium according to any one of appendices 10 to 12, further comprising an orientation adjustment layer provided on the substrate.
(Supplementary note 14) A magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium according to any one of supplementary notes 10 to 13.

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

本発明になる磁気記録媒体の第1実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 1st Example of the magnetic recording medium which becomes this invention. 本発明になる磁気記録媒体の第2実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 2nd Example of the magnetic recording medium which becomes this invention. Si基板上に形成された膜厚10nmの単一のCoPt層の面内磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the in-plane magnetic characteristic of a single CoPt layer with a film thickness of 10 nm formed on the Si substrate. 膜厚が0.8nmのRu層で分離された2つのCoPt層の面内磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the in-plane magnetic characteristic of two CoPt layers isolate | separated by the Ru layer whose film thickness is 0.8 nm. 膜厚が1.4nmのRu層で分離された2つのCoPt層の面内磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the in-plane magnetic characteristic of two CoPt layers isolate | separated by the Ru layer whose film thickness is 1.4 nm. 膜厚が0.8nmのRu層で分離された2つのCoCrPt層の面内磁気特性を示す図である。It is a figure which shows the in-plane magnetic characteristic of two CoCrPt layers isolate | separated by the Ru layer whose film thickness is 0.8 nm. 本発明になる磁気記録媒体の第3実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 3rd Example of the magnetic recording medium which becomes this invention. 本発明になる磁気記録媒体の第4実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 4th Example of the magnetic recording medium which becomes this invention. 本発明になる磁気記録媒体の第5実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of 5th Example of the magnetic recording medium which becomes this invention. 第3実施例のヒステリーシスループを示す図である。It is a figure which shows the hysteresis loop of 3rd Example. 第4実施例のヒステリーシスループを示す図である。It is a figure which shows the hysteresis loop of 4th Example. 第5実施例のヒステリーシスループを示す図である。It is a figure which shows the hysteresis loop of 5th Example. 第3実施例〜第5実施例の電磁変換特性を示す図である。It is a figure which shows the electromagnetic conversion characteristic of 3rd Example-5th Example. 本発明になる磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of one Example of the magnetic memory device which becomes this invention. 磁気記憶装置の一実施例の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of one Example of a magnetic memory device.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2,4 シード層
3 NiP層
5 下地層
6 非磁性中間層
7 強磁性層
8 非磁性結合層
9 磁性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 4 Seed layer 3 NiP layer 5 Underlayer 6 Nonmagnetic intermediate layer 7 Ferromagnetic layer 8 Nonmagnetic coupling layer 9 Magnetic layer

Claims (5)

Moを含むCr合金からなる下地層と、
該下地層上に設けられ強磁性材料からなる中間層と、
該中間層上に設けられた非磁性結合層と、
該非磁性結合層上に設けられた磁性層とを備え、
該中間層は、該磁性層と独立に磁化反転し、無磁場中では磁化方向が該磁性層とは反平行となるフェリ結合層として機能することを特徴とする、磁気記録媒体。
An underlayer made of a Cr alloy containing Mo;
An intermediate layer made of a ferromagnetic material provided on the underlayer;
A nonmagnetic coupling layer provided on the intermediate layer;
A magnetic layer provided on the nonmagnetic coupling layer,
The magnetic recording medium, wherein the intermediate layer functions as a ferri-coupled layer whose magnetization is reversed independently of the magnetic layer and whose magnetization direction is antiparallel to the magnetic layer in the absence of a magnetic field.
前記磁性層はPtを含む材料からなることを特徴とする、請求項1記載の磁気記録媒体。   2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic layer is made of a material containing Pt. 前記磁性層は、CoCrPt又はCoCrPt‐Mからなり、M=B、Cu、Mo、Nb、Ta、W又はこれらの合金であることを特徴とする、請求項1記載の磁気記録媒体。   2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic layer is made of CoCrPt or CoCrPt-M, and M = B, Cu, Mo, Nb, Ta, W, or an alloy thereof. 前記下地層の下に設けられた基板と、
該基板上に設けられた配向調整層とを更に備えたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
A substrate provided under the underlayer;
The magnetic recording medium according to claim 1, further comprising an orientation adjustment layer provided on the substrate.
請求項1〜4のいずれか1項記載の磁気記録媒体を少なくとも1つ備えたことを特徴とする、磁気記憶装置。
A magnetic storage device comprising at least one magnetic recording medium according to claim 1.
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